vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 18 Lösung für u1 : (Der Zahlenwert ist natürlich in V!!!) Lösung für u2 : Lösung für u3 : u1 = u2 = u3 = 1 20 0:3 0 0:5 + 1 40 1 20 1 40 1 20 1 20 1 1 + 60 + 80 1 60 1 20 1 1 1 20 + 60 + 80 1 60 1 40 1 40 1 60 + 1 1 40 60 1 40 1 60 1 + 60 1 1 20 + 40 1 20 1 40 0:3 0 0:5 1 40 1 60 1 1 40 + 60 1 1 20 + 40 1 20 1 40 1 20 1 1 1 20 + 60 + 80 1 60 1 40 1 60 1 1 40 + 60 1 20 1 20 + 1 + 1 40 1 20 1 40 40 1 20 1 40 1 20 1 20 1 20 1 1 + 60 + 80 1 60 1 20 1 60 + 80 1 1 60 40 + 1 0:3 0 0:5 1 40 1 60 1 + 60 = 74:0 = 64:0 = 82:0 Damit sind die Knotenpunktspannungen bekannt und alle Ströme durch die einzelnen Bauelemente berechenbar. Die Schaltung gilt als vollständig berechnet. 2.4.2 Beispielschaltung 2 Die folgende Schaltung enthält unabhängige Spannungsquellen, die mit dem Bezugsknoten verbunden sind. Lösung: KSV-gerechte Aufbereitung ergibt folgende Schaltung:
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 19 Daraus folgt sofort folgende Matrixgleichung für die Knotenpunktsspannungen: 1 20 + 1 1 80 + 60 1 60 1 60 1 1 1 60 + 60 + 40 Mittels des Kramerschen Verfahrens berechnet man die Knotenpunktsspannungen: 2.4.3 Beispielschaltung 3 u1 u2 = 144 5 84 5 = 28: 8 u1 u2 16: 8 Die folgende Schaltung enthält Spannungsquellen, die mit mehr als einem Schaltungselement und dem Bezugsknoten verbunden sind Lösung: Um diese Schaltung KSV-gerecht aufzubereiten müssen die beiden Spannungsquellen in Stromquellen umgewandelt werden. Mit der Quelle U2 sollten wir keine Schwierigkeiten haben Die Quelle U1 dagegen ist an zwei Widerstände angeschlossen, so dass wir zunächst eine klemmenäquivalente Umformung anwenden müssen, um jedem Widerstand nur eine Quelle zuzuordnen. Hierzu wird parallel zur Quelle U1eine zweite Quelle mit exakt der gleichen Spannung (dies ist eine erlaubte Schaltung!!) geschaltet. Die Verbindung zwischen beiden Quellen auf der Seite des Knotenpunktes 1 kann nun aufgetrennt werden, da durch diese Verbindung kein Strom ‡ießt. Daraus ergibt sich eine Schaltung, die zwei Spannungsquellen mit der Spannung U1 enthält, wobei nun jede nur noch mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist und leicht in eine Stromquelle umgewandelt werden kann. Diese KSV-grechte Aufbereitung der Beispielschaltung 3 ist im folgenden nocheinmal im Detail dargestellt. = 40 20 20 40
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<strong>Skript</strong> <strong>zur</strong> <strong>Vorlesung</strong> <strong>ES1</strong>, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 19<br />
Daraus folgt sofort folgende Matrixgleichung für die Knotenpunktsspannungen:<br />
1<br />
20<br />
+ 1<br />
1<br />
80 + 60<br />
1<br />
60<br />
1<br />
60<br />
1 1 1<br />
60 + 60 + 40<br />
Mittels des Kramerschen Verfahrens berechnet man die Knotenpunktsspannungen:<br />
2.4.3 Beispielschaltung 3<br />
u1<br />
u2<br />
=<br />
144<br />
5<br />
84<br />
5<br />
= 28: 8<br />
u1<br />
u2<br />
16: 8<br />
Die folgende Schaltung enthält Spannungsquellen, die mit mehr als einem Schaltungselement<br />
und dem Bezugsknoten verbunden sind<br />
Lösung:<br />
Um diese Schaltung KSV-gerecht aufzubereiten müssen die beiden Spannungsquellen in Stromquellen<br />
umgewandelt werden. Mit der Quelle U2 sollten wir keine Schwierigkeiten haben Die<br />
Quelle U1 dagegen ist an zwei Widerstände angeschlossen, so dass wir zunächst eine klemmenäquivalente<br />
Umformung anwenden müssen, um jedem Widerstand nur eine Quelle zuzuordnen.<br />
Hierzu wird parallel <strong>zur</strong> Quelle U1eine zweite Quelle mit exakt der gleichen Spannung (dies ist<br />
eine erlaubte Schaltung!!) geschaltet. Die Verbindung zwischen beiden Quellen auf der Seite des<br />
Knotenpunktes 1 kann nun aufgetrennt werden, da durch diese Verbindung kein Strom ‡ießt.<br />
Daraus ergibt sich eine Schaltung, die zwei Spannungsquellen mit der Spannung U1 enthält,<br />
wobei nun jede nur noch mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist und leicht in eine Stromquelle<br />
umgewandelt werden kann. Diese KSV-grechte Aufbereitung der Beispielschaltung 3 ist<br />
im folgenden nocheinmal im Detail dargestellt.<br />
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